Устройство сигнализации о режимахработы горной погрузочный машины
Союз Советских
Соцмалисткческкх
Республнк
О Il И С А Н И Е 840з5о
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 26.09.79 (2!) 2824762/22-03 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет— (51) М. Кл. з
E 21 С 35/24
G 08 В 21/00
Государственный комитет (53) УДК 654.9 (088.8) Опубликовано 23.06.81. Бюллетень № 23
Дата опубликования описания 28.06.81 ло делам изобретеиий и открытий (72) Авторы изобретения
В. Д. Духопельников и Г. H. Катаев
Новочеркасский ордена Трудового Красного Зна политехнический институт им. Серго Орджоники
Министерства высшего и среднего специально образования РСФСР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО СИГНАЛИЗАЦИИ О РЕЖИМАХ РАБОТЫ
ГОРНОЙ ПОГРУЗОЧНОЙ МАШИНЫ
Изобретение относится к устройствам предупредительной сигнализации и может быть использовано для оповещения о режимах работы машин, в частности горных погрузочных, при обслуживании их работы в экстремальных условиях подземных горных выработок. Устройство применено особенно при дистанционном управлении подвижными объектами.
Извел но устройство, предназначенное для подачи звукового и светового сигнала о работе машины. В этом устройстве имеются сигнальная сирена и фара сигнализации, которые включаются машинистом соответствующими кнопками на пульте управления (! ). При включении электродвигателей хода для передвижения назад фара сигнализации загорается автоматически за счет замыкания блок-контактов контакторов ходовой части «Назад».
Известное устройство имеет следующие недостатки: а) ручное управление сигнализацией, которое выполняется только машинистом; б) невозможность дистанционного управления машиной, так как машиннсг должен после визуальной оценки режима работы машины подавать обслуживающему персоналу соответствующие сигналы: в) отсутствие автоматического контроля о нагрузках на органах машины н об аваS рийных ситуациях на ней, а также сигна llfзгции о ненормальных режимах работы ма шины; г} необходимость совмегцения операций по управлению машиной и подачи звуковых си гналов.
1О В целом указанные недостатки требуют от машиниста и рабочих, находящихся вблизи машины, дополнительного внимания по контролю за соблюдением правил техники безопасности и эксплуатации оборудования проходческого комплекса, а сам машинист вынужден совмещать операции по управлению машиной и по подаче соответствуюЪ щих сигналов, что повышает его утомляемость.
И звестно также устройство си гнал иза цни о режимах работы горной погрузочной машины, содержащее цепи пуска исполнительного органа, конвейера и ходовой части, одновибратор, вход которого подключен к цепи пуска исполнительного органа, релей840350 ный элемент контактора исполнительного органа, блок контроля аварий конвейерной цепи, задающий генератор, сирену и сигнальную фару, установленную на хвостовой части конвейера (2).
Недостатками известного устройства являются отсутствие звуковой и световой сигнализации о недопустимых режимах работы, к которым следует отнести технологическую и аварийную перегрузки и аварийные ситуации, а также отсутствие световой сигнализации о движениях горной машины по выработке, особенно ее задний ход, и световой сигнализации машинисту о работе и направлениях включения органов машины.
Движение угольных комбайнов однонаправлено и строго ориентировано в лаве прямолинейностью забоя, .а на машинной дороге комбайна нет обслуживающего персонала. Погрузочные же машины перемещаются в процессе погрузки по всему пространству горной выработки с преобладанием частых реверсов, разворотов и остановок ходовой части. 3а погрузочной машиной находятся и работают как другие механизмы, так и люди, обслуживающие и эти механизмы и саму машину. Поэтому возникает острая необходимость в индикации задиего хода машины и недопустимых ее режимов работы методами производственной сигнализации.
Машинист погрузочной машины, работая в условиях ограниченного пространства с повышенным производственным шумом и низким уровнем освещенности, не успевает совмещать операции управления, визуального и слухового контроля режима работы машины, осмотра кровли, почвы и боковых пород выработки с операциями по оповещению людей о режимах и направлениях движения как всей машины, так и ее органов.
Применение известного устройства на погрузочной машине не дает требуемого повышения техники безопасности в проход. ческом комплексе и условий труда самого машиниста.
Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства и повышение безопасности.
Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено преобразователем, двумя тиристорными ключами, двуия пороговыми элементами, сигнальным табло, делителем частоты, двумя схемами НЕ, датчиком нагрузки конвейера, двумя одновибраторами, двумя схемами ИЛИ и двумя схемами И, первые входы которых подключены к цепям пуска конвейера «Вперед» и «Назад» через последовательно соединенные первую схему ИЛИ, второй одновибратор и первую схему НЕ, а вторые входы схем И соединены с выходами соответствующих пороговых элементов, входы которых соединены с выходом датчика нагрузки кон5
Зо
55 вейера, причем третий и четвертый входы первой схемы И соответственно соединены с выходом задающего генератора через делитель частоты и с выходом второй схемы НЕ, вход которой подключен к выходу второго порогового элемента, а третий вход второй схемы И соединен с выходом задающего генератора, при этом четыре входа второй схемы ИЛИ соединены соответственно с выходами блока контроля аварий конвейерной цепи, первой и второй схем И и с выходами первого одновибратора, выход которого также соединен со входом релейного элемента контактора исполнительного органа через третий одновибратор, а выход второй вхемы ИЛИ подключен к сирене через первый тиристорный ключ, причем выход преобразователя подключен к сигнальной фазе через второй тиристорный ключ, а цепи пуска исполнительного органа, конвейера и ходовой части, выходы пороговых элементов и блока контроля аварий конвейерной цепи подключены к сигнальному табло, при этом вход преобразователя соединен с цепью пуска «Назад» ходовой части.
На чертеже представлена функциональная схема устройства.
Устройство состоит из одновибраторов 1 — 3, релейного элемента 4 контактора исполнительного органа, схем ИЛИ 5 и 6, схем НЕ 7 и 8, датчика 9 нагрузки, пороговых элементов 10 и 11, задающего генератора 12, делителя 13 частоты, схем И 14 и 15, тиристорных ключей 16 и 17, блока 18 контроля аварий конвейерной цепи, сирены 19, преобразователя 20, сигнальной фары 21 и сигнального табло 22. Устройство включает также цепи 23 — 25 пуска соответственно исполнительного органа, конвейера «Вперед» и «Назад», ходовой час; ти «Вперед» и «Назад», являющиеся цепями управления контакторов соответствующих приводов и связанные электрически с кнопками управления этих контакторов.
Контактор 26 исполнительного органа, асинхронный двигатель 27 конвейера и конвейер 28 являются элементами погрузочной машины.
В схемах И 14 и 15 первые входы подключены к выходу схемы НЕ 7, вторые входы — к выходам пороговых элементов 10 и 11, соединенных своими входами с выходом датчика 9 нагрузки, третие входы — к выходам делителя 13 частоты и задающего генератора 12. Четвертый вход схемы И 14 подключен через схему НЕ 8 к выходу порогового элемента 11. Входы схемы.ИЛИ 5 подключены: первый — к выходу блока 18 контроля аварий конвейерной цепи, второй и третий — к выходам схем И 15 и 14, четвертый — к выходу одновибратора I, а выход ее соединен через тиристорный ключ 17 с сиреной 19. Входы схемы ИЛИ 6 соединены с цепями 24 пуска конвейера «Вперед», и «Назад», а выход ее подключен че840350 рез одновибратор 3 к входу схемы НЕ 7.
Выход преобразователя 20 соединен через тиристорный ключ 16 с сигнальной фарой 21, а выход задающего генератора 12 подключен на вход делителя 13 частоты. Цепь 23 пуска исполнительного органа, одновибраторы 1 и 2 и релейный элемент 4 контактора исполнительного органа соединены последовательно.
Одновибраторы 1 и 3 включаются от переднего фронта ступенчатых входных сигналов, а одновибратор 2 включается при сбросе в нуль ступенчатого входного сигнала и при этом на их выходах генерируются сигналы на заданные выдержки времени.
Релейный элемент 4 контактора исполнительного органа при срабатывании замыкает своим контактом цепь включения контактора 26 исполнительного органа, который далее своим блок-контактом самоблокируется. Блок 18 контроля аварий конвейерной цепи генерирует на выходе единичный сигнал при обрыве или стопорении цепи или при недопустимом провесе холостой ветви конвейерной цепи, обеспечивая тем самым логическую фиксацию аварийной ситуации на конвейере 28. Схема ИЛИ 5 управляет тиристорным ключем 17, который коммутирует переменное напряжение питания (U) сирены 19, а через входы схемы ИЛИ 6 устройство получает логическую информацию о пусках конвейера или «Вперед», или «Назад».
Датчик 9 нагрузки измеряет текущую нагрузку на асинхронном двигателе 27 конвейера и является линейным преобразователем тока статора этого двигателя в напряжение. Пороговые элементы 10 и 11 сравнивают величины, пропорциональные текущей нагрузке с заданными величинами, пропорциональными соответственно технологической и аварийной перегрузкам на конвейере 28. При превышении текущих значений нагрузки над заданными на выходах пороговых элементов 10 и 11 формируются единичные сигналы. Задающий генератор 12 генерирует сигнал, частота которого соответствует частоте тревожной сигнализации при аварийной перегрузке, делитель 13 частоты уменьшает частоту генерации задающего генератора 12 до низкой частоты, соответствующей сигналу сирены 19 при технологической перегрузке.
Звуковые сигналы сирены 19 оповещают как машиниста, так и людей, находящихся вблизи машины, о пуске и режиме работы последней. Преобразователь 20 преобразует сигнал переменного тока цепи 25 пуска ходовой части «Назад» (т.е. при обратном ходе машины) в логический однополярный сигнал управления тиристорным ключем 16.
Этот ключ подключает напряжение сети (lL к сигнальной фаре 21, установленной на хвостовой части конвейера 28. На пульте управления машиной установлено сигналь5 lO
25 зо
55 ное табло 22, имеющее, восемь лампочек световой индикации, сигнализирующих машинисту о включениях исполнительного органа, ходовой части и конвейера «Вперед» или «Назад», о наличии технологической или аварийной перегрузки на конвейере 28 и о аварийной ситуации на нем.
Устройство работает следующим образом.
Машинист нажимает кнопку «Пуск» исполнительного органа на пульте управления машиной. При этом замыкается цепь 23 пуска исполнительного органа. Напряжение питания, снимаемое с этой цепи, включает одновибратор 1 и соответствующую лампочку сигнального табло 22, сигнализирующую о том, что оперативное включение исполнительного органа произведено. На выходе одновибратора 1 генерируется единичный сигнал, поступающий на четвертый вход схемы ИЛИ 5 и на вход одновибратора 2.
Схема ИЛИ 5 переходит в единичное состояние и ее выходной сигнал замыкает, тиристорный ключ 17, который подает напряжение питания U на сирену 19. Звучит предупредительный непрерывный звуковой сигнал, оповещающий находящихся в зоне работы машины людей о ее предстоящем пуске. По истечении 4 — 5 с одновибратор 1 отключается, происходит сброс в нуль схемы ИЛИ 5, размыкание ключа 17, прекращение предупредительного сигнала и одновременное включение одновибратора 2 отрицательным фронтом ступенчатого сигнала с выхода одновибратора 1. Генерируемый единичный сигнал на выходе одновибратора 2 подается на вход релейного элемента 4 контактора исполнительного органа и последний срабатывает, замыкая своим контактом цепь 26 включения контактора исполнительного органа. Этот контактор включается и своим блок-контактом самоблокируется. Двигатель исполнительного органа разгоняется. По истечении времени
1,2 — 1,6 с разгона двигателя исполнительного органа до номинальной скорости, одновибратор 2 и релейный элемент 4 контактора исполнительного органа отключается.
Таким образом, пуску исполнительного органа машины предшествует непрерывный предусмотрительный сигнал сирены 19, а его работа от начала запуска сопровождается световой индикацией машинисту на сигнальном табло 22.
Далее машинист на пульте управления машиной нажимает кнопку «Вперед» конвейера. Включается контактор конвейера
«Вперед» и двигатель 27 конвейера разгоняется. Отстройка ложной cN нализации на время пуска конвейера 28, при котором динамические нагрузки превышают по абсолютной величине нагрузки статического режима при технологической перегрузке конвейера, производится сбросом в нуль единичного сигнала, поступающего на первые
840350
55 входы обеих схем И 14 и 15 с выхода схемы HE 7. Здесь в момент пуска конвейера 28 или «Вперед» или «Назад» напряжение питания цепей 24 пуска конвейера переводит схему ИЛИ 6 по одному из ее входов в единичное состояние на выходе и последняя включает одновибратор 3. Единичный сигнал с выхода одновибратора 3 инвертируется схемой НЕ 7 и обе схемы
И 14 и 1; за счет несовпадения логических единичных сигналов на всех их входах не смогут обеспечить включение сирены 19 через третий и второй входы схемы ИЛИ 5 и тиристорный ключ 17. По истечении времени пускового режима конвейера 28, когда динамические пусковые нагрузки уменьшаются до допустимых величин, одновибратор 3, отключается и единичный сигнал на первых входах обеих схем И 14 и 15 подготавливает их к срабатыванию в дальнейшем, если появятся технологические или аварийные перегрузки. Таким образом, во время пуска конвейера 28 сирена 19 не включена, а световая индикация включения конвейера или «Вперед» или «Назад» осуществляется аналогично, как и при работе исполнительного органа на сигнальном табло 22.
Далее машинист по технологической схеме погрузки включает цепи 25 пуска или
«Вперед» или «Назад» ходовой части, обеспечивая тем самым нормальный режим погрузки горной массы. Он визуально наблюдает на сигнальном табло 22 по включению соответствующих лампочек о передвижениях машины вперед или назад, что способствуе1 облегчени(о его труда по контролю за работой машины.
В целях повышения безопасности обслуживающих проходческий комплекс людей движения машины назад сопровождаются автоматическим включением сигнальной фары 21. Так включение цепи 25 пуска ходовой части «Назад» приводит к подаче
)напряжения на преобразователь 20, который преобразовывает сигнал переменного тока указанной цепи пуска в логический однополярный единичный сигнал управления тиристорным ключем 16. Замыкаясь, тиристорный ключ 16 подает напряжение питания U на сигнальную фару 21, установленную на хвостовой части конвейера 28.
Красный цвет этой фары предупреждает находящихся за машиной рабочих о движении ее назад.
С мом«нта включения конвейера 28 с в) )хода за гаю(цсго генератора 12 на третий вход «х«мы И !5 поступают импульсы, частог. к()()ры; (4Гц) соответствует тревожной зв к(<в гй сигнализации сирены 19 о
1О 2S ЗО <о 15 соответствует звуковому сигналу сирены 19 о технологической перегрузке конвейера 28. Однако при отсутствии указанных перегрузок сирена 19 не вкл)очена,так как на вторых входах обеих схем И 14 и 15 присутствует логический нуль, обеспечивающий запрет их включения. При технологической перегрузке сигнал с выхода датчика 9 нагрузки, измеряющего текущую нагрузку на асинхронном двигателе 27 конвейера по току статора этого двигателя, превышает уровень порога срабатывания порогового элемента 10 и последний включается. Так как технологическая перегрузка ниже аварийной, то пороговый элемент 1! не включен и поэтому на четвертом входе схемы И 14 формируется единичный сигнал, поступающий с выхода cx(.мы НЕ 8. Одновременно с выхода порогового элемента 10 на второй вход схемы И 14 поступает тоже единичный сигнал. Таким образом, на первом, втором и четвертом входах схемы И 14 присутствуют непрерывные единичные ситналы, а на третьем входе ее импульсный сигнал, и поэтому схема И 14 импульсно включается. Ее выходной сигнал, поступая на третий вход схемы ИЛИ 5, обеспечивает импульсное включение сирены 19 с частотой, соответствуюгцей технологической перегрузке. Наличие аварийной перегрузки на конвейере 28 приводит к аналогичному включению порогового элемента 11, импульсному совпадению единичных сигналов на входах схемы И 15, к аналогичному включению через второй вход схемы ИЛИ 5 сирены !9 с частотой, равной частоте генерации задающего генератора 12, и через вторую схему HE 8 к отключению схемы И !4. Звучит сигнал сирены 19, соответствующий аварийной перегрузке конвейера 28. Фиксируемые перегрузки конвейера 28 параллельно дублируются на сигнальном табло 22 зажиганием лампочек соответствующего цвета. Машинист, воспринимая световые или звуковые сигналы о ненормальных режимах работы машины по загрузке конвейера 28. принимает меры к их ликвидации, а обслуживаюгций персонал npoxoдческого LLHI ла и технадзор будут информированы о режиме работы машины. Лвгрийный режим конвейера 28, I ol ja происходят или обрыв, или стопорение, или растяжение цепи конвейера сопровождается длительным непрерывным звуковым сигналом сирены 19 за счет подачи единичного сигнала с выхода блока !8 контроля аварий конвейерной цепи на первый Bxo;L схемы ИЛИ 5 и световым сигналом на сигнальном табло 22. Эта сигнализация указывает машинисту.и рабочим проходческого комплекса на необходимость остановки работ и выполнения ремонта конвейера 28. После 840350 10 аварийной остановки машины сирена 19, отключается машинистом. В конкретной реализации устройства в качестве информации о режиме работы машины приняты нагрузки на конвейере, так как они одновременно определяют и производительность машины, т. е. являются более информативными. При необходимости контроля нагрузок на исполнительном ор гане часть предлагаемого устройства, относящуюся к сигнализации о режиме работы конвейера, необходимо подключить к приводу исполнительного органа и к цепям пуска этого привода, а также произвести перестройку пороговых элементов. В целом работа устройства, направленная на своевременную сигнализацию о режимах работы и движениях органов машины, позволяет машинисту больше внимания уделять выполнению других совмещаемых операций и качественно следить за соблюдением правил техники безопасности при эксплуатации машины, что снижает утомляемость машиниста, аварийность и травматизм на машине, а также позволяет своевременно информировать в экстремальных условиях подземных горных работ обслуживающий персонал и технадзор о работе головной. машины проходческого комплекса, оповещать людей о запуске, о аварийной остановке комплекса и об оперативных перемещениях машины в забое, что снижает аварийность других механизмов и травматизм на них. Формула изобретения Устройство сигнализации о режимах работы горной погрузочной машины, содержащее цепи пуска исполнительного органа, конвейера и ходовой части, одновибратор, вход которого подключен к цепи пуска исполнительного органа, релейный элемент контактора исполнительного органа, блок контроля аварий конвейерной цепи, задающий генератор, сирену и сигнальную фару, установленную на хвостовой части конвейера, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства и повышения безопасности, оно снабжено преобразователем, двумя тиристорными ключами, двумя пороговыми элементами, сигнальным табло, делителем частоты, двумя схемами НЕ, датчиком нагрузs ки конвейера, двумя одновибраторами, двумя схемами ИЛИ и двумя схемами И, первые входы которых подключены к цепям пуска конвейера «Вперед» и «Назад» через последовательно соединенные первую схему ИЛИ, второй одновибратор и перв ю 10 схему НЕ, а вторые входы схем И соединены с выходами соответствующих пороговых элементов, входы которых соединены с выходом датчика нагрузки конвейера, причем третий и четвертый входы первой i$ схемы И соответственно соединены с выходом задающего генератора через делитель частоты и с выходом второй схемы НЕ, вход которой подключен к выходу второго порогового элемента, а третий вход второй схемы И соединен с выходом задающего 2О генератора, при этом четыре входа второй схемы ИЛИ соединены соответственно с выходами блока контроля аварий конвейерной цепи., первой и второй схемы И и с выходом первого одновибратора, вход которо2> го также соединен со входом релейного элемента контактора исполнительного органа через третий одновибратор, а выход второй схемы ИЛИ подключен к сирене через первый тиристорный ключ, причем выход преобразователя подключен к сигнальной 30 фаре через второй тиристорный ключ, а цепи пуска исполнительного органа, конвейера и ходовой части, выходы пороговых элементов и блока контроля аварий конвейерной цепи подключены к сигнальному 3» табло, при этом вход преобразователя соединен с цепью пуска «Назад» ходовой части. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Грамм Г. A. и др. Шахтная погрузоч40 ная машина ПНБ — 4. М., «Недра», 1974, с. 68 — 70. 2. Бородкин А. Ф. и др. Обслуживание и ремонт шахтной автоматики. Киев, «Техника». 1975, с. 81 — 87 (прототип). 840350 Составитель Н. Чижикова Редактор А. Шишкина Техред А. Бойкас Корректор Е. Рошко Заказ 4709/45 Тираж 627 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4
